[发明专利]一种温室作物氮钾含量测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于温室制造技术领域，特别是涉及一种温室作物氮钾含量测量方法。

背景技术

温室生产出产量大、需肥量多、土壤肥力消耗高，施肥主要由人工控制经常会出现氮、钾等主要营养元素比例失调和缺素症状，直接影响作物的产量和品质。有些生产者为了避免缺素问题的发生，过量施用氮、钾肥，不仅造成肥料的浪费和环境的面源污染，而且也会引起作物品质的降低，甚至减产。

传统的作物营养诊断方式都是以生产者经验和实验室常规测试为主，凭经验诊断营养丰缺的不足之处是需要到症状比较明显时才能做出判断，而此时可能已经对作物造成了伤害，有些作物因为肥料过量或不足会造成不可逆转的伤害；并且人工诊断存在主观性和个体差异性，容易发生误诊。实验室常规测试方法主要有叶色卡片法、化学诊断法、肥料窗口施用诊断法和酶学诊断法等，这些传统的测试手段会对作物产生破坏，影响作物生长，而且在取样、测定、数据分析等方面需要耗费大量的人力、物力，时效性差。

微电极测量营养离子浓度快速、方便，中国专利号为200820228434.7中公开了一种硝酸根离子选择性微电极，中国专利号为200820228429.6中公开了一种铵离子选择性复合微电极，尹晓明等2009年在《植物营养与肥料学报》第15卷第3期公开了一种双阻铵根离子选择性微电极测定水稻叶片细胞中铵根离子的浓度，贾莉君等2005年在《土壤学报》第42卷第3期公开了一种双阻离子选择性测定活体不结球小白菜叶片细胞中硝酸根离子的浓度，这些方案的不足之处是只能检测铵根离子或硝酸根离子单一离子的浓度，而作物体内同时存在多种离子，会给离子选择性电极带来干扰；营养亏缺会引起植株体内营养元素离子发生显著的变化，且营养元素离子浓度之间相互影响明显，所以只检测单一离子浓度，无法消除主要干扰离子的影响，无法反应作物真实的营养状况。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种温室作物氮钾含量测量装置及基于该装置的氮钾含量测量方法，可同时测量作物体内微小区域的硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度，提高检测的精度。

本发明温室作物氮钾含量测量装置采用的技术方案是：包括一个由四根微玻璃管轴向平行地紧密连接在一起形成的温室作物氮钾测量电极，温室作物氮钾测量电极拉制成锥形，四根微玻璃管中分别充有硝酸根离子敏感剂、参比内充液、铵根离子敏感剂和钾离子敏感剂，三种所述敏感剂上液面分别充有相应的硝酸根离子内充液、铵根离子内充液、钾离子内充液，四种所述内充液中分别插有相应的硝酸根离子信号线、铵根离子信号线、钾离子信号线的一端，每根所述信号线的另一端均伸出微玻璃管外且并行电连接多路复用器，多路复用器分别连接仪表放大器和微处理器，微处理器分别连接仪表放大器和模拟量/数字量转换器，模拟量/数字量转换器连接基准电压源。

本发明温室作物氮钾含量测量方法采用的技术方案包括如下步骤：A、将温室作物氮钾测量电极锥端插入温室作物待测部位，微处理器发出信号放大倍数指令给仪表放大器，并发出模拟量/数字量转换初始化指令给模拟量/数字量转换器；B、微处理器发出通道选择指令给多路复用器，分别选择硝酸根离子、铵根离子、钾离子信号通道，在硝酸根离子、铵根离子、钾离子信号线与参比信号线之间分别产生硝酸根离子浓度信号电压、铵根离子浓度信号电压、钾离子浓度信号电压；微处理器同时启动模拟量/数字量转换器对V1、V2 、V3进行模拟量/数字量转换，并传给微处理器；C、微处理器根据以下公式分别计算出待测部位的硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度： 

lg（硝酸根离子浓度）＝k11×V1 + k12×V2 + k13×V3 + e11 + e12 + e13；  

lg（铵根离子浓度）＝k21×V1 +  k22×V2 +  k23×V3 + e21 + e22 + e23；    

lg（钾离子浓度）＝k31×V1 + k32×V2 + k33×V3 + e31 + e32 + e33；